git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/x86/motion_est.c

   1 /*
   2  * MMX optimized motion estimation
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   4  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer
   5  *
   6  * mostly by Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   7  *
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   9  *
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  23  */
  24
  25 #include "libavutil/internal.h"
  26 #include "libavutil/mem.h"
  27 #include "libavutil/x86/asm.h"
  28 #include "libavcodec/dsputil.h"
  29 #include "dsputil_mmx.h"
  30
  31 #if HAVE_INLINE_ASM
  32
  33 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, round_tab)[3]={
  34 0x0000000000000000ULL,
  35 0x0001000100010001ULL,
  36 0x0002000200020002ULL,
  37 };
  38
  39 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, bone)= 0x0101010101010101LL;
  40
  41 static inline void sad8_1_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
  42 {
  43     x86_reg len= -(stride*h);
  44     __asm__ volatile(
  45         ".p2align 4                     \n\t"
  46         "1:                             \n\t"
  47         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm0    \n\t"
  48         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
  49         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm4    \n\t"
  50         "add %3, %%"REG_a"              \n\t"
  51         "psubusb %%mm0, %%mm2           \n\t"
  52         "psubusb %%mm4, %%mm0           \n\t"
  53         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm1    \n\t"
  54         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm3    \n\t"
  55         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm5    \n\t"
  56         "psubusb %%mm1, %%mm3           \n\t"
  57         "psubusb %%mm5, %%mm1           \n\t"
  58         "por %%mm2, %%mm0               \n\t"
  59         "por %%mm1, %%mm3               \n\t"
  60         "movq %%mm0, %%mm1              \n\t"
  61         "movq %%mm3, %%mm2              \n\t"
  62         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
  63         "punpckhbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
  64         "punpcklbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
  65         "punpckhbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
  66         "paddw %%mm1, %%mm0             \n\t"
  67         "paddw %%mm3, %%mm2             \n\t"
  68         "paddw %%mm2, %%mm0             \n\t"
  69         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
  70         "add %3, %%"REG_a"              \n\t"
  71         " js 1b                         \n\t"
  72         : "+a" (len)
  73         : "r" (blk1 - len), "r" (blk2 - len), "r" ((x86_reg)stride)
  74     );
  75 }
  76
  77 static inline void sad8_1_mmx2(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
  78 {
  79     __asm__ volatile(
  80         ".p2align 4                     \n\t"
  81         "1:                             \n\t"
  82         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
  83         "movq (%1, %3), %%mm1           \n\t"
  84         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
  85         "psadbw (%2, %3), %%mm1         \n\t"
  86         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
  87         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
  88         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
  89         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
  90         "sub $2, %0                     \n\t"
  91         " jg 1b                         \n\t"
  92         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
  93         : "r" ((x86_reg)stride)
  94     );
  95 }
  96
  97 static int sad16_sse2(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)
  98 {
  99     int ret;
 100     __asm__ volatile(
 101         "pxor %%xmm2, %%xmm2            \n\t"
 102         ".p2align 4                     \n\t"
 103         "1:                             \n\t"
 104         "movdqu (%1), %%xmm0            \n\t"
 105         "movdqu (%1, %4), %%xmm1        \n\t"
 106         "psadbw (%2), %%xmm0            \n\t"
 107         "psadbw (%2, %4), %%xmm1        \n\t"
 108         "paddw %%xmm0, %%xmm2           \n\t"
 109         "paddw %%xmm1, %%xmm2           \n\t"
 110         "lea (%1,%4,2), %1              \n\t"
 111         "lea (%2,%4,2), %2              \n\t"
 112         "sub $2, %0                     \n\t"
 113         " jg 1b                         \n\t"
 114         "movhlps %%xmm2, %%xmm0         \n\t"
 115         "paddw   %%xmm0, %%xmm2         \n\t"
 116         "movd    %%xmm2, %3             \n\t"
 117         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2), "=r"(ret)
 118         : "r" ((x86_reg)stride)
 119     );
 120     return ret;
 121 }
 122
 123 static inline void sad8_x2a_mmx2(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 124 {
 125     __asm__ volatile(
 126         ".p2align 4                     \n\t"
 127         "1:                             \n\t"
 128         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
 129         "movq (%1, %3), %%mm1           \n\t"
 130         "pavgb 1(%1), %%mm0             \n\t"
 131         "pavgb 1(%1, %3), %%mm1         \n\t"
 132         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
 133         "psadbw (%2, %3), %%mm1         \n\t"
 134         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 135         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
 136         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
 137         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
 138         "sub $2, %0                     \n\t"
 139         " jg 1b                         \n\t"
 140         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
 141         : "r" ((x86_reg)stride)
 142     );
 143 }
 144
 145 static inline void sad8_y2a_mmx2(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 146 {
 147     __asm__ volatile(
 148         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
 149         "add %3, %1                     \n\t"
 150         ".p2align 4                     \n\t"
 151         "1:                             \n\t"
 152         "movq (%1), %%mm1               \n\t"
 153         "movq (%1, %3), %%mm2           \n\t"
 154         "pavgb %%mm1, %%mm0             \n\t"
 155         "pavgb %%mm2, %%mm1             \n\t"
 156         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
 157         "psadbw (%2, %3), %%mm1         \n\t"
 158         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 159         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
 160         "movq %%mm2, %%mm0              \n\t"
 161         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
 162         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
 163         "sub $2, %0                     \n\t"
 164         " jg 1b                         \n\t"
 165         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
 166         : "r" ((x86_reg)stride)
 167     );
 168 }
 169
 170 static inline void sad8_4_mmx2(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 171 {
 172     __asm__ volatile(
 173         "movq "MANGLE(bone)", %%mm5     \n\t"
 174         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
 175         "pavgb 1(%1), %%mm0             \n\t"
 176         "add %3, %1                     \n\t"
 177         ".p2align 4                     \n\t"
 178         "1:                             \n\t"
 179         "movq (%1), %%mm1               \n\t"
 180         "movq (%1,%3), %%mm2            \n\t"
 181         "pavgb 1(%1), %%mm1             \n\t"
 182         "pavgb 1(%1,%3), %%mm2          \n\t"
 183         "psubusb %%mm5, %%mm1           \n\t"
 184         "pavgb %%mm1, %%mm0             \n\t"
 185         "pavgb %%mm2, %%mm1             \n\t"
 186         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
 187         "psadbw (%2,%3), %%mm1          \n\t"
 188         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 189         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
 190         "movq %%mm2, %%mm0              \n\t"
 191         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
 192         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
 193         "sub $2, %0                     \n\t"
 194         " jg 1b                         \n\t"
 195         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
 196         : "r" ((x86_reg)stride)
 197     );
 198 }
 199
 200 static inline void sad8_2_mmx(uint8_t *blk1a, uint8_t *blk1b, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 201 {
 202     x86_reg len= -(stride*h);
 203     __asm__ volatile(
 204         ".p2align 4                     \n\t"
 205         "1:                             \n\t"
 206         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm0    \n\t"
 207         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm1    \n\t"
 208         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
 209         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm3    \n\t"
 210         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 211         "punpcklbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
 212         "punpckhbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
 213         "punpckhbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
 214         "paddw %%mm0, %%mm1             \n\t"
 215         "paddw %%mm2, %%mm3             \n\t"
 216         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm4    \n\t"
 217         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
 218         "paddw %%mm5, %%mm1             \n\t"
 219         "paddw %%mm5, %%mm3             \n\t"
 220         "psrlw $1, %%mm1                \n\t"
 221         "psrlw $1, %%mm3                \n\t"
 222         "packuswb %%mm3, %%mm1          \n\t"
 223         "psubusb %%mm1, %%mm4           \n\t"
 224         "psubusb %%mm2, %%mm1           \n\t"
 225         "por %%mm4, %%mm1               \n\t"
 226         "movq %%mm1, %%mm0              \n\t"
 227         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 228         "punpckhbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
 229         "paddw %%mm1, %%mm0             \n\t"
 230         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 231         "add %4, %%"REG_a"              \n\t"
 232         " js 1b                         \n\t"
 233         : "+a" (len)
 234         : "r" (blk1a - len), "r" (blk1b -len), "r" (blk2 - len), "r" ((x86_reg)stride)
 235     );
 236 }
 237
 238 static inline void sad8_4_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 239 {
 240     x86_reg len= -(stride*h);
 241     __asm__ volatile(
 242         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm0    \n\t"
 243         "movq 1(%1, %%"REG_a"), %%mm2   \n\t"
 244         "movq %%mm0, %%mm1              \n\t"
 245         "movq %%mm2, %%mm3              \n\t"
 246         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 247         "punpckhbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
 248         "punpcklbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
 249         "punpckhbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
 250         "paddw %%mm2, %%mm0             \n\t"
 251         "paddw %%mm3, %%mm1             \n\t"
 252         ".p2align 4                     \n\t"
 253         "1:                             \n\t"
 254         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
 255         "movq 1(%2, %%"REG_a"), %%mm4   \n\t"
 256         "movq %%mm2, %%mm3              \n\t"
 257         "movq %%mm4, %%mm5              \n\t"
 258         "punpcklbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
 259         "punpckhbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
 260         "punpcklbw %%mm7, %%mm4         \n\t"
 261         "punpckhbw %%mm7, %%mm5         \n\t"
 262         "paddw %%mm4, %%mm2             \n\t"
 263         "paddw %%mm5, %%mm3             \n\t"
 264         "movq 16+"MANGLE(round_tab)", %%mm5 \n\t"
 265         "paddw %%mm2, %%mm0             \n\t"
 266         "paddw %%mm3, %%mm1             \n\t"
 267         "paddw %%mm5, %%mm0             \n\t"
 268         "paddw %%mm5, %%mm1             \n\t"
 269         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm4    \n\t"
 270         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm5    \n\t"
 271         "psrlw $2, %%mm0                \n\t"
 272         "psrlw $2, %%mm1                \n\t"
 273         "packuswb %%mm1, %%mm0          \n\t"
 274         "psubusb %%mm0, %%mm4           \n\t"
 275         "psubusb %%mm5, %%mm0           \n\t"
 276         "por %%mm4, %%mm0               \n\t"
 277         "movq %%mm0, %%mm4              \n\t"
 278         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 279         "punpckhbw %%mm7, %%mm4         \n\t"
 280         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 281         "paddw %%mm4, %%mm6             \n\t"
 282         "movq  %%mm2, %%mm0             \n\t"
 283         "movq  %%mm3, %%mm1             \n\t"
 284         "add %4, %%"REG_a"              \n\t"
 285         " js 1b                         \n\t"
 286         : "+a" (len)
 287         : "r" (blk1 - len), "r" (blk1 -len + stride), "r" (blk2 - len), "r" ((x86_reg)stride)
 288     );
 289 }
 290
 291 static inline int sum_mmx(void)
 292 {
 293     int ret;
 294     __asm__ volatile(
 295         "movq %%mm6, %%mm0              \n\t"
 296         "psrlq $32, %%mm6               \n\t"
 297         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 298         "movq %%mm6, %%mm0              \n\t"
 299         "psrlq $16, %%mm6               \n\t"
 300         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 301         "movd %%mm6, %0                 \n\t"
 302         : "=r" (ret)
 303     );
 304     return ret&0xFFFF;
 305 }
 306
 307 static inline int sum_mmx2(void)
 308 {
 309     int ret;
 310     __asm__ volatile(
 311         "movd %%mm6, %0                 \n\t"
 312         : "=r" (ret)
 313     );
 314     return ret;
 315 }
 316
 317 static inline void sad8_x2a_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 318 {
 319     sad8_2_mmx(blk1, blk1+1, blk2, stride, h);
 320 }
 321 static inline void sad8_y2a_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 322 {
 323     sad8_2_mmx(blk1, blk1+stride, blk2, stride, h);
 324 }
 325
 326
 327 #define PIX_SAD(suf)\
 328 static int sad8_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 329 {\
 330     assert(h==8);\
 331     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 332                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t":);\
 333 \
 334     sad8_1_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 335 \
 336     return sum_ ## suf();\
 337 }\
 338 static int sad8_x2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 339 {\
 340     assert(h==8);\
 341     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 342                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 343                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 344                  :: "m"(round_tab[1]) \
 345                  );\
 346 \
 347     sad8_x2a_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 348 \
 349     return sum_ ## suf();\
 350 }\
 351 \
 352 static int sad8_y2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 353 {\
 354     assert(h==8);\
 355     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 356                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 357                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 358                  :: "m"(round_tab[1]) \
 359                  );\
 360 \
 361     sad8_y2a_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 362 \
 363     return sum_ ## suf();\
 364 }\
 365 \
 366 static int sad8_xy2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 367 {\
 368     assert(h==8);\
 369     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 370                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 371                  ::);\
 372 \
 373     sad8_4_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 374 \
 375     return sum_ ## suf();\
 376 }\
 377 \
 378 static int sad16_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 379 {\
 380     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 381                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t":);\
 382 \
 383     sad8_1_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 384     sad8_1_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 385 \
 386     return sum_ ## suf();\
 387 }\
 388 static int sad16_x2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 389 {\
 390     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 391                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 392                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 393                  :: "m"(round_tab[1]) \
 394                  );\
 395 \
 396     sad8_x2a_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 397     sad8_x2a_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 398 \
 399     return sum_ ## suf();\
 400 }\
 401 static int sad16_y2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 402 {\
 403     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 404                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 405                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 406                  :: "m"(round_tab[1]) \
 407                  );\
 408 \
 409     sad8_y2a_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 410     sad8_y2a_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 411 \
 412     return sum_ ## suf();\
 413 }\
 414 static int sad16_xy2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 415 {\
 416     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 417                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 418                  ::);\
 419 \
 420     sad8_4_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 421     sad8_4_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 422 \
 423     return sum_ ## suf();\
 424 }\
 425
 426 PIX_SAD(mmx)
 427 PIX_SAD(mmx2)
 428
 429 #endif /* HAVE_INLINE_ASM */
 430
 431 void ff_dsputil_init_pix_mmx(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx)
 432 {
 433 #if HAVE_INLINE_ASM
 434     int mm_flags = av_get_cpu_flags();
 435
 436     if (mm_flags & AV_CPU_FLAG_MMX) {
 437         c->pix_abs[0][0] = sad16_mmx;
 438         c->pix_abs[0][1] = sad16_x2_mmx;
 439         c->pix_abs[0][2] = sad16_y2_mmx;
 440         c->pix_abs[0][3] = sad16_xy2_mmx;
 441         c->pix_abs[1][0] = sad8_mmx;
 442         c->pix_abs[1][1] = sad8_x2_mmx;
 443         c->pix_abs[1][2] = sad8_y2_mmx;
 444         c->pix_abs[1][3] = sad8_xy2_mmx;
 445
 446         c->sad[0]= sad16_mmx;
 447         c->sad[1]= sad8_mmx;
 448     }
 449     if (mm_flags & AV_CPU_FLAG_MMXEXT) {
 450         c->pix_abs[0][0] = sad16_mmx2;
 451         c->pix_abs[1][0] = sad8_mmx2;
 452
 453         c->sad[0]= sad16_mmx2;
 454         c->sad[1]= sad8_mmx2;
 455
 456         if(!(avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)){
 457             c->pix_abs[0][1] = sad16_x2_mmx2;
 458             c->pix_abs[0][2] = sad16_y2_mmx2;
 459             c->pix_abs[0][3] = sad16_xy2_mmx2;
 460             c->pix_abs[1][1] = sad8_x2_mmx2;
 461             c->pix_abs[1][2] = sad8_y2_mmx2;
 462             c->pix_abs[1][3] = sad8_xy2_mmx2;
 463         }
 464     }
 465     if ((mm_flags & AV_CPU_FLAG_SSE2) && !(mm_flags & AV_CPU_FLAG_3DNOW) && avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_SNOW) {
 466         c->sad[0]= sad16_sse2;
 467     }
 468 #endif /* HAVE_INLINE_ASM */
 469 }